液压高频筛的创新设计和应用

刘鸿滨，彭祖欢，刘玉龙

（南昌矿山机械有限公司，江西 南昌 330004）

目前我国砂石骨料生产中，对细碎后细砂的筛分主要采用传统圆振动筛，随着骨料生产工艺要求的提高，以及环保的要求对机制砂的需求量的日益增加，传统圆振动筛已经不能满足生产需求，其不足点主要表现：处理量低，振动强度偏小，物料易堵孔，维护量大，能耗高，密封性、防尘效果不佳。砂石骨料生产中，对细砂的筛分已经成为制约机制砂发展的一个问题。基于此，南昌矿山机械有限公司抓住了市场机遇，在细砂筛分这一课题上，总结国内外各类筛分机的优缺点，从筛分原理出发，成功研制出了液压高频振动筛，可有效解决细砂筛分的问题，同时对其它细物料的干式筛分均有优异表现[1]。

1 工作原理

筛分的目的是把不同粒径的物料，通过筛网区分出来。筛分过程是由物料在筛面上抛射运动，带动物料向出料端运动来完成。筛分作业中，两个基本过程为：①分层：大的颗粒上升到料堆的顶部，同时较小的颗粒通过物料间隙到达料堆的底部。②分离：小于筛网孔径的颗粒通过筛网，大于筛网孔径的颗粒保留在网上的过程；分层发生在 a 到b 间的给料及振动位置。最多的颗粒在 b 到c 间发生分离；c 到d间，分层已基本完成，物料反复的分离。见图1。

图1 物料分离曲线图

为了克服传统圆筛处理细物料时，筛分效率和生产能力的不足，根据物料的筛分理论：对于粗物料采用大振幅和小频率可以获得更好的筛分效果，但是对于细物料，小振幅和大频率则可以获得更好的筛分效果，因为这样细小颗粒就有更多机会靠近筛网，容易被筛分出来。见图2。

图2 筛分单元结构示意图

针对于此，特推出液压高频振动筛，该高频振动筛工作时，筛箱不振动，仅筛网振动，参振重量轻，频率高，物料能够快速地分层及分离，促进物料的透筛。同时，还可以根据物料特性和工况的不同，每块筛网可以有不同的频率和振幅，更好的提高筛分效率和生产能力，满足使用要求[2-4]。

2 高频筛特点及创新点

（1）大安装角度。筛分机大角度安装，物料在筛面上的通过速度快，是普通筛的3-4倍。同样的给料量，同样大小的筛分机，高频筛上的料层更薄，更有利于物料获得更佳的分层效果。

（2）振动频率高。单位时间内有效增加物料与筛面接触次数，有利于物料与筛孔的比较，有效增加分离概率。由下图3可知，高频筛单位时间内振动次数数倍与传统圆振动筛和直线振动筛。

图3 运动轨迹对比

（3）配置分料器。使得物料在刚给入筛面时就得以充分地分开，整个筛面的料层均匀。普通筛采用凸弧形的筛面，利用筛面本身的弧度来分散物料，较难形成厚度均匀的料层，同时凸弧形的料层也更容易产生离析，妨碍物料的层化。见图4。

图4 高频筛上料情况

（4）低振幅。细料容易接近筛网，这样增加了细料分离的机会，提高筛分效率。

（5）直接驱动。高频振动直接作用在筛网上增加物料的分层及分离效果，在处理大量的物料时大大提高了筛分效率，同时更能防止筛网堵塞。

（6）结合除粉设计。采用国际先进的风选理念，通过优化筛下溜槽结构，利用鼓风机对筛下溜槽一侧进行鼓风，另一侧除尘器吸风，形成负压环境，多隔板设计使风力更易于对物料表面粉尘进行有效剥离，从而实现对物料的打散和粉尘的回收。见图5。

图5 筛下溜槽图示

图6 高频筛标准筛箱

（7）液压系统特点。整个液压系统控制简单可靠，由一个电机驱动一个负载敏感变量柱塞泵，带动多个液压马达工作。各个马达独立工作，相互不影响，单个故障不影响其它马达的运行。柱塞泵的效率不会影响马达的转速，柱塞泵的变量结构能够自动补偿泵的效率降低的问题。整个液压系统采用三级过滤，确保液压系统干净，减少液压油污染引起的故障，提高了系统的可靠性，延长元件的使用寿命。同时系统配置了风冷却系器，确保系统的油温在合理的范围，能有效延长液压元件及液压油的使用寿命，降低运行成本。

3 高频筛在细砂筛分上优势对比

液压高频筛是南昌矿山机械有限公司的专利产品（专利名：液压式高频振动筛；专利号：ZL2012 2 0308901.3）,目前已经形成系列化，标准化设计，并起草制定为机械行业标准产品（标准号：JB/T 12811-2016），根据需要可设置单层或双层筛网，筛机大小从1.2m×2.4m到1.8m×7.6m，专用于筛分0.6mm～26mm的物料，筛机安装角度为38°～45°，液压振动器变速范围0RPM～4200 RPM。见图6、表1。

表1 高频筛在细砂筛分上优势对比

4 应用

高频筛历经2008年研制第一代高频筛、2011年研制第二代高频筛的经验，于2012年试制第三代液压高频筛并获成功，主要应用于砂石骨料细砂筛分或其它细物料的干式筛分中，目前该筛机已在砂石骨料生产中为客户带来显著经济效益，并逐步在其它细物料筛分领域试用。

（1）巴基斯坦卡拉奇核电项目砂石生产，上层筛网4×20mm，下层筛网3×12mm，单机处理量达180t/h，筛分效率达90%；

（2）四川广安博然建材项目，单层筛网2.5×12mm，单机处理量达120t/h，筛分效率达90%。见图7。

图7 机制砂项目

5 结语

液压高频筛，对振动筛分行业提出了一种新的筛分机结构和筛分方法，在细物料的干式筛分上具有创新性，节能环保的同时，大大提高了生产效益，本筛机的成功研制与应用，对大振动强度、高可靠性、高效率的振动筛的选用和发展提供了参考。